Elektrik-Elektronik

Termoelektrik Performansını İkiye Katlayan “Elektron Sandviç”

Hokkaido Üniversitesi‘nden araştırmacılar tarafından Nature Communications Dergisi‘nde yayınlanan yeni bir araştırmaya göre; yayılan ısının elektronların hareket ettiği alanı önemli ölçüde daraltarak, kullanılabilir ısının elektrik enerjisine dönüştürülmesini sağladı.

Fosil yakıtların ürettiği enerjinin yüzde 60’ından fazlası atık ısı olarak kaybolmaktadır. Bu problemi çözmenin bir yolu, israf edilen ısının termoelektrik enerji dönüşümü olarak bilinen elektriğe dönüştürülmesidir. Bununla birlikte, dönüşüm oranının iyileştirilmesi, materyal içindeki gerekli özellikler arasındaki ilişkiden dolayı zor olmuştur.

Termoelektrik malzemeler; sıcaklık farkı olduğunda Seebeck Etkisi* olarak bilinen bir fenomeni ısıya dönüştürür. Bilim insanları; dönüşüm oranlarını artırmak için elektronları dar bir alana sıkıştırmanın yollarını araştırıyorlar. 2007 yılında, araştırmacılar kalın izolasyon tabakaları tarafından ‘sandviçlenmiş’ ultra ince tabakaların iletilmesinden oluşan, yapay bir süper ayrışma yaptılar. Bu yöntem daha yüksek voltaj sağlamıştır; ancak dönüşüm oranlarını iyileştirememiştir. Araştırmacılar tarafından, performansın; daha da yayılmış olan Broglie Dalgaboyu*nu daha uzun olan elektronlar halinde (dar bir iletken tabakaya hapsedildikleri takdirde) önemli ölçüde geliştirilebileceği tahmin edildi. Ancak henüz deneysel olarak kanıtlanmamıştır.

Hokkaido Üniversitesi’nden Hiromichi Ohta‘nın liderliğindeki araştırma ekibin çalışmalarında; elektronların önceki deneylere kıyasla yüzde 30 daha geniş bir dağılım gösterdi. Bu, daha yüksek voltaj ile sonuçlandı ve önceki yöntemlerden kaydedilen termoelektrik dönüşüm oranını iki katına çıkardı.

Hiromichi Ohta: “Bu; enerji santralleri, fabrikalar, otomobiller, bilgisayarlar ve hatta insan bedenleri tarafından harcanan ısı miktarını azaltmaya yönelik önemli bir adımdır.

*Seebeck Etkisi: Sıcaklık farklılıklarının doğrudan elektriğe dönüşümüdür.
*Broglie Dalga Boyu: Momentumu olan bir hareketliye eşlik eden dalganın dalga boyu anlamına gelir.

Kaynak:
phys
Etiketler
1 Oy2 Oy3 Oy4 Oy5 Oy (1 oy verildi, Ortalama: 5 üzerinden 5,00 oy )
Loading...

Benzer Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Close